初探3D打印筆在中小學(xué)創(chuàng)客教學(xué)中的運(yùn)用

初探3D打印筆在中小學(xué)創(chuàng)客教學(xué)中的運(yùn)用3D打印筆是近些年來中小學(xué)教學(xué)實(shí)踐中應(yīng)用到的一種新型的教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)工具，在中小學(xué)創(chuàng)客教學(xué)中發(fā)揮著重要的作用。本文就3D打印筆的技術(shù)原理、在中小學(xué)創(chuàng)客教學(xué)中使用3D打印筆的理論依據(jù)和案例進(jìn)行初探，進(jìn)一步思考在中小學(xué)創(chuàng)客教學(xué)中有效運(yùn)用3D打印筆技術(shù)的策略。一、3D打印筆技術(shù)簡介3D打印技術(shù)是一種新型的快速成型技術(shù)，是“第三次工業(yè)革命最具標(biāo)志性的生產(chǎn)工具”，將對社會多個(gè)行業(yè)和領(lǐng)域帶來深刻影響。3D打印的未來發(fā)展將使大規(guī)模的個(gè)性化制作與生產(chǎn)變?yōu)榭赡?。隨著3D技術(shù)的發(fā)展，3D打印在教育領(lǐng)域中的運(yùn)用受到研究者的關(guān)注。新媒體聯(lián)盟在2013年地平線報(bào)告中提出，3D打印是未來四到五年值得關(guān)注的新技術(shù)，對于教育與學(xué)習(xí)具有重要價(jià)值，會帶來教學(xué)、學(xué)習(xí)和研究領(lǐng)域的創(chuàng)新。我國科技部已將3D打印技術(shù)納入國家863計(jì)劃，而3D打印筆是在3D打印技術(shù)發(fā)展到一定程度出現(xiàn)的更有實(shí)效的打印工具，是3D打印技術(shù)產(chǎn)品化較為成功的案例之一。3D打印筆技術(shù)是將熱擠壓頭整合進(jìn)一個(gè)單獨(dú)的設(shè)備中，從設(shè)備末端進(jìn)入一單片塑料（ABS或PLA），塑料耗材穿過筆身并迅速在220℃高溫下被融化，然后從筆頭涌出，最后在較短的時(shí)間內(nèi)完全凝固定形。它可以在任何耐高溫表面上創(chuàng)作，甚至可以直接在空氣中作畫，并且無須電腦或電腦軟件支持，你只要把它插上電就可以開始你的奇妙創(chuàng)作，讓使用者可以成為“神筆馬良”。二、3D打印筆在中小學(xué)創(chuàng)客教學(xué)中運(yùn)用的特點(diǎn)與優(yōu)勢創(chuàng)客教學(xué)是創(chuàng)客文化與教學(xué)的結(jié)合，基于學(xué)生興趣，以項(xiàng)目學(xué)習(xí)的方式，使用數(shù)字化工具，倡導(dǎo)造物，鼓勵(lì)分享，培養(yǎng)跨學(xué)科解決問題能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和創(chuàng)新能力的一種素質(zhì)教育。中小學(xué)創(chuàng)客教學(xué)中運(yùn)用3D打印筆，就是將3D打印筆既作為學(xué)習(xí)的內(nèi)容，又作為應(yīng)用的工具，開拓思維。（一）具有趣味性，充分激發(fā)中小學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣通過3D打印筆學(xué)生的構(gòu)思轉(zhuǎn)變?yōu)檎鎸?shí)的立體彩色的模型，將抽象概念和DIY設(shè)計(jì)帶入現(xiàn)實(shí)世界，使學(xué)習(xí)更加生動。學(xué)生可以從設(shè)計(jì)、制作、展示、參與等角度融入學(xué)習(xí)過程中，有效激發(fā)學(xué)生實(shí)踐的積極性，提高學(xué)習(xí)熱情。如《我型我秀》課，給自己設(shè)計(jì)眼鏡，最后學(xué)生戴著設(shè)計(jì)的眼鏡走出教室。（二）具有拓展創(chuàng)新性，培養(yǎng)了中小學(xué)生的創(chuàng)新精神傳統(tǒng)的中小學(xué)教學(xué)方法只是教師要求學(xué)生模仿教師操作，在無形中扼殺了他們的創(chuàng)造力，并不利于創(chuàng)新精神的培養(yǎng)。而在學(xué)習(xí)實(shí)踐過程中，學(xué)生的動手能力、設(shè)計(jì)能力和思維能力等都得到全面發(fā)展和提高，這是推動學(xué)生創(chuàng)新精神和創(chuàng)造能力發(fā)展的重要環(huán)節(jié)，對創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)具有積極意義。如《設(shè)計(jì)交通工具》課，有的學(xué)生給自行車的車輪、車龍頭等位置用夜光耗材進(jìn)行涂抹，提高夜晚的使用安全系數(shù)。有的學(xué)生在設(shè)計(jì)飛機(jī)內(nèi)艙的時(shí)候發(fā)現(xiàn)空中繪制比較困難，自己制作了合適的紙膜，在紙膜上繪制出了內(nèi)艙，最后用水融化紙膜進(jìn)行脫模，得到了空心的內(nèi)艙。（三）打破學(xué)科壁壘，創(chuàng)新了學(xué)生的課程設(shè)計(jì)呈現(xiàn)新穎的3D打印筆教學(xué)內(nèi)容，營造更愉快的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，打破學(xué)科壁壘，將信息學(xué)科和美術(shù)、音樂、綜合實(shí)踐等學(xué)科進(jìn)行資源整合。比如《創(chuàng)作3D假面》這課，就是美術(shù)課的《設(shè)計(jì)面具》課，加入了3D打印筆的創(chuàng)客教學(xué)，生動的DIY原創(chuàng)面具和立體化的學(xué)習(xí)方式受到全體學(xué)生的歡迎。最后所有學(xué)生戴著制作的面具，一起在音樂中跳舞，又將音樂課的內(nèi)容融入其中。又如《新年禮物》這課，學(xué)生用3D打印筆制作新年禮物，如中國結(jié)、福字、葫蘆等，在雛鷹假日小隊(duì)活動中，送給了敬老院的爺爺奶奶們，這又與思品課結(jié)合在了一起。（四）充分發(fā)揮協(xié)作能力，培養(yǎng)學(xué)生合作精神注重以小組為學(xué)習(xí)單位進(jìn)行主題式項(xiàng)目學(xué)習(xí)，讓學(xué)生能夠在協(xié)作中完成作品設(shè)計(jì)。通常主題確定以后，以兩到三人為一小組，整合設(shè)計(jì)概念，匯集小組智慧的設(shè)計(jì)圖初稿，組內(nèi)確定使用工具、耗材長度、耗材顏色、接著分工制作作品，最后展示交流。如《設(shè)計(jì)大橋》課中，小組分任務(wù)負(fù)責(zé)圖稿設(shè)計(jì)、橋面制作和各個(gè)面的焊接。出現(xiàn)大橋不穩(wěn)定的問題，三人一起研究問題所在和解決方案。每一個(gè)環(huán)節(jié)學(xué)生都參與其中，分享智慧與靈感，充分發(fā)揮了團(tuán)隊(duì)合作精神，更有利于拓展學(xué)生的思維寬度和深度。三、3D打印筆實(shí)施應(yīng)遵循的策略根據(jù)實(shí)踐中的經(jīng)驗(yàn)，對3D打印筆技術(shù)進(jìn)行了進(jìn)一步的思考，認(rèn)為針對中小學(xué)創(chuàng)客教學(xué)的特點(diǎn)，要充分發(fā)揮其特點(diǎn)與優(yōu)勢，必須在實(shí)施過程中遵循以下策略：（一）教師要不斷提高3D打印的專業(yè)技術(shù)能力，更好地利用技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)客教學(xué)在創(chuàng)客教學(xué)中運(yùn)用3D打印筆的教師應(yīng)該在專業(yè)技術(shù)和教學(xué)設(shè)計(jì)等層面進(jìn)行學(xué)習(xí)和提高。在對創(chuàng)客教師進(jìn)行培訓(xùn)時(shí)，除了打印原理、機(jī)械結(jié)構(gòu)等知識外，應(yīng)該重點(diǎn)放在培訓(xùn)教師對學(xué)生的思維和想象力進(jìn)行引導(dǎo)的方法和技巧上。（二）課程設(shè)計(jì)要符合中小學(xué)生的心理特點(diǎn)與認(rèn)知發(fā)展水平學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，中小學(xué)生年齡小，思維方式和認(rèn)知水平有限，在課程設(shè)計(jì)上，要遵循兩個(gè)原則。一是教學(xué)內(nèi)容，先簡后繁。3D打印筆的課程，基本都是校本課程，在設(shè)計(jì)的時(shí)候一定要從簡單的開始入手。課程開始是認(rèn)識3D打印筆，嘗試制作“線性”的平面作品，如制作姓名、太陽、花朵等。第二節(jié)課開始制作“面”的平面作品，比如設(shè)計(jì)愛心、制作創(chuàng)意書簽等。后面課程可以加入有弧度的非平面作品，比如設(shè)計(jì)面具、制作杯飾、戒指等，再往后的教學(xué)內(nèi)容可以選擇立體的主題作品制作。二是操作技術(shù)，先易后難。剛開始幾課，課程設(shè)計(jì)以容易操作的內(nèi)容為主，選擇圖案大一些、勾線內(nèi)容少一些的、容易脫模的比較合適，學(xué)生在操作中可以減少調(diào)整出料口大小的次數(shù)，慢慢熟悉3D打印筆的用法。后面的課程，就可以選擇設(shè)計(jì)圖稿精細(xì)的、添加創(chuàng)意的課程。四、結(jié)論重視3D打印筆技術(shù)，就是要發(fā)揮一切的積極因素，使3D打印筆的課程和實(shí)踐在學(xué)校教學(xué)中進(jìn)行交叉與融合，不斷循環(huán)發(fā)展。在3D打印筆教學(xué)的創(chuàng)新中，可以結(jié)合多方面的教育資源，不斷挖掘3D打印筆技術(shù)在中小學(xué)創(chuàng)客教學(xué)中的潛能與優(yōu)勢。以下資料為贈送資料：《滴水之中見精神》主題班會教案活動目的：教育學(xué)生懂得“水”這一寶貴資源對于我們來說是極為珍貴的，每個(gè)人都要保護(hù)它，做到節(jié)約每一滴水，造福子孫萬代。

活動過程：

1.主持人上場，神秘地說：“我讓大家猜個(gè)謎語，你們愿意嗎？”大家回答：“愿意！”

主持人口述謎語：

“雙手抓不起，一刀劈不開，

煮飯和洗衣，都要請它來。”

主持人問：“誰知道這是什么？”生答：“水！”

一生戴上水的頭飾上場說：“我就是同學(xué)們猜到的水。聽大家說，我的用處可大了，是真的嗎？”

主持人：我宣布：“水”是萬物之源主題班會現(xiàn)在開始。

水說：“同學(xué)們，你們知道我有多重要嗎？”齊答：“知道。”

甲：如果沒有水，我們?nèi)祟惥蜔o法生存。

小熊說：我們動物可喜歡你了，沒有水我們會死掉的。

花說：我們花草樹木更喜歡和你做朋友，沒有水，我們早就枯死了，就不能為美化環(huán)境做貢獻(xiàn)了。

主持人：下面請聽快板《水的用處真叫大》

竹板一敲來說話，水的用處真叫大；

洗衣服，洗碗筷，洗臉洗手又洗腳，

煮飯洗菜又沏茶，生活處處離不開它。

栽小樹，種莊稼，農(nóng)民伯伯把它夸；

魚兒河馬大對蝦，日日夜夜不離它；

采煤發(fā)電要靠它，京城美化更要它。

主持人：同學(xué)們，聽完了這個(gè)快板，你們說水的用處大不大？

甲說：看了他們的快板表演，我知道日常生活種離不了水。

乙說：看了表演后，我知道水對莊稼、植物是非常重要的。

丙說：我還知道水對美化城市起很大作用。

2.主持人：水有這么多用處，你們該怎樣做呢？

（1）（生）：我要節(jié)約用水，保護(hù)水源。

（2）（生）：我以前把水壺剩的水隨便就到掉很不對，以后我一定把喝剩下的水倒在盆里洗手用。

（3）（生）：前幾天，我看到了學(xué)校電視里轉(zhuǎn)播的“水日談水”的節(jié)目，很受教育，同學(xué)們看得可認(rèn)真了，知道了我們北京是個(gè)缺水城市，我們再不能浪費(fèi)水了。

（4）（生）：我要用洗腳水沖廁所。

3.主持人：大家談得都很好，下面誰想出題考考大家，答對了請給點(diǎn)掌聲。

（1）（生）：小明讓爸爸刷車時(shí)把水龍頭開小點(diǎn)，請回答對不對。

（2）（生）：小蘭告訴奶奶把洗菜水別到掉，留沖廁所用。

（3）一生跑上說：主持人請把手機(jī)借我用用好嗎？我想現(xiàn)在就給姥姥打個(gè)電話，告訴她做飯時(shí)別把淘米水到掉了，用它沖廁所或澆花用。（電話內(nèi)容略寫）

（4）一生說：主持人我們想給大家表演一個(gè)小品行嗎？

主持人：可以，大家歡迎！請看小品《這又不是我家的》

大概意思是：學(xué)校男廁所便池堵了，水龍頭又大開，水流滿地。學(xué)生甲乙丙三人分別上廁所，看見后又皺眉又罵，但都沒有關(guān)水管，嘴里還念念有詞，又說：“反正不是我家的?！?/p>

旁白：“那又是誰家的呢？”

主持人：看完這個(gè)小品，你們有什么想法嗎？誰愿意給大家說說？

甲：剛才三個(gè)同學(xué)太自私了，公家的水也是大家的，流掉了多可惜，應(yīng)該把水龍頭關(guān)上。

乙：上次我去廁所看見水龍頭沒關(guān)就主動關(guān)上了。

主持人：我們給他鼓鼓掌，今后你們發(fā)現(xiàn)水龍頭沒關(guān)會怎樣做呢？

齊：主動關(guān)好。

小記者：同學(xué)們，你們好！我想打擾一下，聽說你們正在開班會，我想采訪一下，行嗎？

主持人：可以。

小記者：這位同學(xué)，你好！通過參加今天的班會你有什么想法，請談?wù)労脝幔?/p>

答：我要做節(jié)水的主人，不浪費(fèi)一滴水。

小記者：請這位同學(xué)談?wù)労脝幔?/p>

答：今天參加班會我知道了節(jié)約每一滴水要從我們每個(gè)人做起。我想把每個(gè)廁所都貼上“節(jié)約用水”的字條，這樣就可以提醒同學(xué)們節(jié)約用水了。

小記者：你們談得很好，我的收獲也很大。我還有新任務(wù)先走了，同學(xué)們再見！

水跑上來說：同學(xué)們，今天我很高興，我“水伯伯”今天很開心，你們知道了有了我就有了生命的源泉，請你們今后一定節(jié)約用水呀！讓人類和動物、植物共存，迎接美好的明天！

主持人：你們還有發(fā)言的嗎？

答：有。

生：我代表人們謝謝你，水伯伯，節(jié)約用水就等于保護(hù)我們?nèi)祟愖约骸?/p>

動物：小熊上場說：我代表動物家族謝謝你了，我們也會保護(hù)你的！

花草樹木跑上場說：我們也不會忘記你的貢獻(xiàn)！

水伯伯：（手舞足蹈地跳起了舞蹈）……同學(xué)們的笑聲不斷。

主持人：水伯伯，您這是干什么呢？

水伯伯：因?yàn)槲姨吲d了，今后還請你們多關(guān)照我呀！

主持人：水伯伯，請放心，今后我們一定會做得更好！再見！

4.主持人：大家歡迎老師講話！

同學(xué)們，今天我們召開的班會非常生動，非常有意義。水是生命之源，無比珍貴，愿同學(xué)們能加倍珍惜它，做到節(jié)約一滴水，造福子孫后代。

5.主持人宣布：“水”是萬物之源主題班會到此結(jié)束。

6.活動效果：

此次活動使學(xué)生明白了節(jié)約用水的道理，浪費(fèi)水的現(xiàn)象減少了，宣傳節(jié)約用水的人增多了，人人爭做節(jié)水小標(biāo)兵

以下資料為贈送資料：《滴水之中見精神》主題班會教案活動目的：教育學(xué)生懂得“水”這一寶貴資源對于我們來說是極為珍貴的，每個(gè)人都要保護(hù)它，做到節(jié)約每一滴水，造福子孫萬代。

活動過程：

1.主持人上場，神秘地說：“我讓大家猜個(gè)謎語，你們愿意嗎？”大家回答：“愿意！”

主持人口述謎語：

“雙手抓不起，一刀劈不開，

煮飯和洗衣，都要請它來?！?/p>

主持人問：“誰知道這是什么？”生答：“水！”

一生戴上水的頭飾上場說：“我就是同學(xué)們猜到的水。聽大家說，我的用處可大了，是真的嗎？”

主持人：我宣布：“水”是萬物之源主題班會現(xiàn)在開始。

水說：“同學(xué)們，你們知道我有多重要嗎？”齊答：“知道。”

甲：如果沒有水，我們?nèi)祟惥蜔o法生存。

小熊說：我們動物可喜歡你了，沒有水我們會死掉的。

花說：我們花草樹木更喜歡和你做朋友，沒有水，我們早就枯死了，就不能為美化環(huán)境做貢獻(xiàn)了。

主持人：下面請聽快板《水的用處真叫大》

竹板一敲來說話，水的用處真叫大；

洗衣服，洗碗筷，洗臉洗手又洗腳，

煮飯洗菜又沏茶，生活處處離不開它。

栽小樹，種莊稼，農(nóng)民伯伯把它夸；

魚兒河馬大對蝦，日日夜夜不離它；

采煤發(fā)電要靠它，京城美化更要它。

主持人：同學(xué)們，聽完了這個(gè)快板，你們說水的用處大不大？

甲說：看了他們的快板表演，我知道日常生活種離不了水。

乙說：看了表演后，我知道水對莊稼、植物是非常重要的。

丙說：我還知道水對美化城市起很大作用。

2.主持人：水有這么多用處，你們該怎樣做呢？

（1）（生）：我要節(jié)約用水，保護(hù)水源。

（2）（生）：我以前把水壺剩的水隨便就到掉很不對，以后我一定把喝剩下的水倒在盆里洗手用。

（3）（生）：前幾天，我看到了學(xué)校電視里轉(zhuǎn)播的“水日談水”的節(jié)目，很受教育，同學(xué)們看得可認(rèn)真了，知道了我們北京是個(gè)缺水城市，我們再不能浪費(fèi)水了。

（4）（生）：我要用洗腳水沖廁所。

3.主持人：大家談得都很好，下面誰想出題考考大家，答對了請給點(diǎn)掌聲。

（1）（生）：小明讓爸爸刷車時(shí)把水龍頭開小點(diǎn)，請回答對不對。

（2）（生）：小蘭告訴奶奶把洗菜水別到掉，留沖廁所用。

（3）一生跑上說：主持人請把手機(jī)借我用用好嗎？我想現(xiàn)在就給姥姥打個(gè)電話，告訴她做飯時(shí)別把淘米水到掉了，用它沖廁所或澆花用。（電話內(nèi)容略寫）

（4）一生說：主持人我們想給大家表演一個(gè)小品行嗎？

主持人：可以，大家歡迎！請看小品《這又不是我家的》

大概意思是：學(xué)校男廁所便池堵了，水龍頭又大開，水流滿地。學(xué)生甲乙丙三人分別上廁所，看見后又皺眉又罵，但都沒有關(guān)水管，嘴里還念念有詞，又說：“反正不是我家的。”

旁白：“那又是誰家的呢？”

主持人：看完這個(gè)小品，你們有什么想法嗎？誰愿意給大家說說？

甲：剛才三個(gè)同學(xué)太自私了，公家的水也是大家的，流掉了多可惜，應(yīng)該把水龍頭